РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Радиоимпульсный умножитель частоты - относится к радиотехнике, а именно к синтезаторам частоты.

Известны умножители частоты, в которых для получения требуемых гармоник входной сигнал искажается. Недостатками данных умножителей являются невысокие коэффициенты умножения частоты и передачи преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому умножителю является известный радиоимпульсный умножитель (Григулевич В.И., Иммореев И.Я. «Радиоимпульсное преобразование частоты», М., Советское радио, 1966 г.).

В таких умножителях импульсные последовательности имеют высокочастотное заполнение (радиоимпульсы). Максимальные требуемые гармоники расположены вблизи частоты заполнения. Энергия процесса группируется вокруг этой частоты. Начальная фаза высокочастотного заполнения от импульса к импульсу должна быть постоянной. Что и определяет основные требования к элементам радиоимпульсного умножителя при формировании радиоимпульсов.

При исследовании процесса установления стационарной амплитуды одного из элементов радиоимпульсного умножителя (автогенератора) методом укороченного уравнения были получены формулы (Баскаков С.И. «Радиотехнические цепи и сигналы», М., Высшая школа, 2003 г., стр.377-378)

при t→∞ амплитуда колебаний стремится к постоянному стационарному уровню.

где:

U(t) - амплитуда колебаний в зависимости от времени;

U₀ - амплитуда колебаний начального уровня;

U(ст) - амплитуда колебаний стационарного уровня;

α, β - коэффициенты укороченного уравнения, которые, в свою очередь, определяются по формулам:

где:

a₁, а₃ - коэффициенты вольт-амперной характеристики нелинейного элемента, имеющей форму степенного ряда:

М, L, С, R - характеристики колебательного контура.

Отметим следующее, если Uo=0, то в соответствии с формулой амплитуда колебаний U(t) равна нулю при любых t>0. При α>0 режим малых колебаний неустойчив и при любой сколь угодно малой Uo самовозбуждение автогенератора всегда будет иметь место. Отметим, что Uo возникает от тепловых шумов и при ударных возбуждениях.

Заметим, что с повышением добротности колебательной системы (при R→0) параметр α увеличивается и установление стационарной амплитуды происходит тем быстрее, чем выше добротность колебательного контура.

Технической задачей предлагаемого умножителя частоты является дальнейшее повышение коэффициента умножения радиоимпульсного умножителя частоты.

Технический результат достигается увеличением ударных колебаний при формировании радиоимпульсов и увеличением добротности при введении положительной обратной связи.

Осуществление предлагаемого умножителя состоит в использовании в автогенераторе двухкаскадного резонансного усилителя с положительной обратной связью и двух ключей.

Предлагаемый умножитель не только позволяет увеличивать коэффициент умножения умножителя частоты, но при использовании полосковой техники создавать малогабаритные устройства.

В результате проведения эксперимента был получен умножитель частоты, выполненный на основе полосковой техники со следующими параметрами: входная частота 1 мГц, выходная частота 115 мГц, т.е. был получен коэффициент умножения n=115.

Умножитель содержит два ключа, выполненных на транзисторах T1 и Т4, а также автогенератор, выполненный на транзисторах Т2 и Т3, которые вместе с контурами L1C1 и L2C2 включены по схеме двухкаскадного резонансного усилителя с положительной обратной связью. Коллекторы ключевых транзисторов Т1 и Т4 подключены соответственно к колебательным контурам автогенератора L1C1 и L2C2.

Схема предлагаемого радиоимпульсного умножителя приведена на чертеже, на котором приведены связи и элементы, отображающие сущность предлагаемого умножителя.